Svolgimento esame 30/01/2015, Chimica

Tracce:

1) Il permanganato di potassio reagisce con il solfuro di potassio per formare diossido di manganese, zolfo e

idrossido di potassio. Determinare, con il metodo ionico elettronico, i grammi di zolfo che si formano nella reazione

tra 200 ml di soluzione di permanganato di potassio 0.1 N e 50 ml di soluzione di solfuro di potassio 0.2N

2) La costante di ionizzazione dell'acido acetico (acido mono protico) è Ka = 1,8 x 10^­5. Calcolare la pressione

osmotica di una soluzione 0.01M dell'acido alla temperatura di 37°C.

3) A 1200 K il CaCO3 si decompone in CaO e CO2. A questa temperatura il Kp per l'equilibrio:

CaCO3(s) <====> CaO(s) + CO2(g)

è 4.5. Calcolare la pressione parziale della CO2 ed i grammi di caCo3 che rimangono indecomposti all'equilibrio

quando 80 g di CaCO3 vengono riscaldati a questa temperatura in un recipiente di 10 litri.

4) Calcolare la quantità di cloruro di ammonio che deve essere aggiunta ad un litro di soluzione 0,3 N di idrossido

di ammonio affinchè nella soluzione, che contiene 3,7 g. di cloruro di magnesio non si formi precipitato di idrossido

di magnesio. (La costante del prodotto di solubilità Kps dell'idrossido di magnesio è 1,2 x 10^­11; la costante di

ionizzazione Kb dell'idrossido di ammonio è 1,8 x 10^­5).

5) nelle batterie al piombo impiegate nelle automobili la semireazione anodica è:

Pb(s) + HSO4­ + H2O ­­­­­­­­> PbSO4 + H3O+ + 2e­

Calcolare il peso di Pb necessario perchè la batteria sia in grado di erogare 50 amperora.

Pesi Atomici: K = 39,1; Mn = 54,94 ; O = 16 ; S = 32,06 ; H = 1,008 ; C = 12 ; Ca = 40 ; N = 14 ; Cl = 35,46 ; Mg

= 24,32 ; Pb = 207,21.

Svolgimento traccia n° 1:

(+7) (+4)

4­ ­

MnO + 3e MnO + 2H O

→ 2 2

4­ ­ +

MnO + 3e + 4H MnO + 2H O

→

 2 2

4­ ­ + ­ ­

MnO + 3e + 4H + 4OH MnO + 2H O + 4OH

→

 2 2

4­ ­ ­

MnO + 3e + 4 H O MnO + 2H O + 4OH

→

 2 2 2

4­ ­ ­

MnO + 3e + 2 H O MnO + 4OH

→

 2 2

­2 ­

S S + 2e

→ 1

4­ ­ ­

2 x (MnO + 3e + 2 H O MnO + 4OH )

→

2 2

+ ­2 ­

3 x (S S + 2e )

→

= 4­ ­ ­2 ­ ­

2MnO + 6e + 4 H O + 3S 2MnO + 8OH + 3S + 6e

→

2 2

= 4­ ­2 ­

2MnO + 4 H O + 3S 2MnO + 8OH + 3S

→

2 2

2KMnO + 4 H O + 3K S 2MnO + 8KOH + 3S

→

 4 2 2 2

200 mL x 0,1 N : 3 eq/mol = 6,66 mmol di KMnO 4

50 mL x 0,2 N : 2 eq/mol = 5 mmol di K S

2

KMnO : K S = 2 : 3

4 2

KMnO = K S x 2 : 3

 4 2

KMnO = 5 mmol x 2 : 3 = 3,33 mmol < 6,66 mmol

 4­necessario

KMnO è in eccesso

 4

K S è il reagente limitante

 2

S : K S = 3 : 3 = 1

 2

S = K S = 5 mmol

 2

massa S = 5 mmol x (2 x 39,1 + 32,06) g/mol = 551,3 mg = 0,55 g

 2

***

Svolgimento traccia n° 2:

+ ­

HA H + A

↔

0,01 / / (inizio)

0,01­x x x (equilibrio)

­5 2

Ka = 1,8 x 10 = x / (0,01 ­ x)

+ ­4

... x = [H ] = 4,15 x 10

 C = 0,01 ­ x + x + x = 0,01 + x =

 TOT ­4

= 0,01 + 4,15 x 10 =

= 0,0104 M ­ ­1

= 0,0104 M x 0,082 L atm K mol x (37 + 273) K =

∏

 = 0,265 atm 3